Toepassing van additive manufacturing 3D-printen op medisch gebied

Met het toenemende begrip en de toenemende toepassing van de 3D-printtechnologie voor additive manufacturing op medisch gebied, heeft 3D-printen een positieve rol gespeeld in medisch onderwijs, klinische patiëntenzorg en biofarmaceutica. De sterke compatibiliteit van deze technologie met de medische sector komt vooral tot uiting in de specifieke toepassingen van de 3D-printtechnologie voor additive manufacturing binnen specifieke medische vakgebieden, die hieronder worden beschreven:

● Toepassingen van 3D-printtechnologie in het medisch onderwijs

Medisch onderwijs vereist vaak menselijke of orgaanspecimens. De mechanische verwerkingsmogelijkheden voor verschillende orgelmodellen zijn beperkt. De 3D-printtechnologie is echter, vanwege het gemak van modellering en de diverse materialen, bijzonder geschikt voor de productie van menselijke structuur- en orgaanmodellen. Specimens die met deze technologie zijn geproduceerd, zijn aanzienlijk nuttig als aanvulling op de medische cursusinstructie, het verder vergemakkelijken van het gebruik van medische onderwijsmodellen en het bieden van meer realistische modellen voor preoperatieve analyse.

● Toepassingen van 3D-printtechnologie in de klinische geneeskunde

1. Gepersonaliseerde maatwerk en precisiegeneeskunde

Gepersonaliseerd maatwerk en precisiegeneeskunde zijn de bezigheden van zowel artsen als patiënten. Lage technische normen, hoge kosten en lange behandeltijden hebben de ontwikkeling van gepersonaliseerde en precisiegeneeskunde belemmerd. De toepassing van 3D-printtechnologie op medisch gebied heeft echter de ontwikkeling van gepersonaliseerde en precisiegeneeskunde effectief bevorderd. Bij de behandeling met tandheelkundige implantaten maakt de traditionele tandheelkunde bijvoorbeeld gebruik van gestandaardiseerde mallen om tanden te creëren. Om deze tanden in de menselijke mond te laten passen, moeten ze worden afgestemd op het individuele tandprototype en meerdere behandelingen ondergaan op de originele holte. Dit verlengt de gehele behandelingscyclus van het implantaat, doorgaans langer dan zes maanden. Door de integratie van 3D-printtechnologie kunnen gepersonaliseerde tanden echter worden omgekeerd-op basis van individuele tandprototypes, waardoor de implantaatbehandelingscyclus en de pre-behandelingstijdlijnen aanzienlijk worden verkort. Deze aanpak bereikt de doelstellingen van een snelle, nauwkeurige en minimaal invasieve behandeling.

2. Orgaantransplantatie

Volgens de statistieken hebben jaarlijks ongeveer twee miljoen mensen wereldwijd een orgaantransplantatie nodig. Onvoldoende orgaandonaties, lage succespercentages en immuunafstoting vormen echter ernstige beperkingen voor de ontwikkeling van orgaantransplantaties. Geconfronteerd met deze uitdaging hebben onderzoekers onvermoeibaar nieuwe wegen verkend. Ze hebben nu doorbraken bereikt in het 3D-printen van organen zoals nieren, bloedvaten en huid, wat nieuwe hoop op orgaantransplantatie inluidt. Bovendien worden innovatieve '3D-printen + therapie'-modellen ontwikkeld, waarbij medicijnen worden verwerkt in 3D-geprinte biologische producten zoals botten en organen, waardoor de integratie van 3D-printtechnologie en het medische veld verder wordt verdiept.

3. Orthopedische toepassingen

3D-printtechnologie heeft met succes een perfecte replica van de eigen botten van een patiënt gerealiseerd, waardoor gepersonaliseerd botherstel mogelijk is. Bij maxillofaciale reconstructie kunnen medische professionals bijvoorbeeld het contralaterale maxillofaciale skelet ontwerpen op basis van beeldgegevens van het normale maxillofaciale skelet van de patiënt, met behulp van 3D-geprinte botten om het uiterlijk van de patiënt perfect te herstellen. Bij herstel van de wervelkolom repliceren 3D-geprinte wervels de wervelstructuur van de patiënt beter dan de wervels die met traditionele methoden zijn geproduceerd, waardoor hun pasvorm met aangrenzende wervels aanzienlijk wordt verbeterd.

4. Toepassingen op het gebied van neurochirurgie

De 3D-printtechnologie heeft opmerkelijke prestaties geleverd bij het assisteren bij complexe neurochirurgische procedures.. 3D-Dgeprinte tumormodellen kunnen de werkelijke anatomie van de tumor van een patiënt nauwkeurig simuleren, waardoor artsen effectief een beter inzicht krijgen in de toestand van de patiënt en kunnen helpen bij nauwkeurige intra-operatieve positionering.. 3D-Geprinte modellen kunnen zelfs worden gebruikt voor preoperatieve repetities, waardoor het succespercentage van neurochirurgie aanzienlijk wordt vergroot.

5. Noodhulptoepassingen

Het belang van 3D-printen in de medische spoedeisende zorg wordt steeds prominenter. Breuken zijn bijvoorbeeld een veel voorkomende noodsituatie. Ernstige fracturen, zoals verbrijzelde fracturen, zijn echter vaak moeilijk te verminderen en te repareren, en postoperatief functioneel herstel is moeilijk te garanderen. De opkomst van 3D-printen heeft deze uitdaging tot op zekere hoogte verlicht. Preoperatief gebruikt medisch personeel 3D-printen om een ​​1:1 replica van het beschadigde bot te maken. Met dit 3D-model kunnen artsen de fractuur en verplaatsing van de patiënt intuïtiever visualiseren, waardoor ze een gedetailleerd en grondig behandelplan kunnen ontwikkelen. Uiteindelijk bereiken ze een nauwkeurige en snelle reductie en juiste fixatie van fractuurfragmenten tijdens de operatie, waardoor de efficiëntie en kwaliteit van de operatie aanzienlijk worden verbeterd en het postoperatieve functionele herstel wordt gemaximaliseerd.

Als geavanceerde productietechnologie is 3D-printen al toegepast op medisch gebied, waarbij bepaalde resultaten zijn bereikt. Met de verdere ontwikkeling van interdisciplinair onderzoek zal 3D-printtechnologie op grote schaal en diepgaand worden toegepast in de medische sector.